Techniquement, les électrons et les photons sont tous deux considérés comme des particules fondamentales, en ce sens qu’ils ne peuvent pas être décomposés en parties plus petites, comme on diviserait un proton en quarks et gluons. Mais certains physiciens pensent que, dans des conditions très particulières, les électrons peuvent être divisés en deux, une idée proposée pour la première fois il y a près d’un siècle par le physicien italien Ettore Majorana. Aujourd’hui, des chercheurs du Dartmouth College et de l’Institut polytechnique de l’Université de l’État de New York (SUNY Polytechnic Institute/ États-Unis) ont conçu un cadre théorique qui permet de diviser en deux les éléments constitutifs de la lumière, les photons.
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Les physiciens précisent qu’ils ne veulent pas dire qu’un photon peut être physiquement séparé. Au contraire, les moitiés de photons sont toujours ensemble, mais sont suffisamment distinctes pour pouvoir être décrites individuellement et agir comme des unités séparées.
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Pour mieux comprendre ce nouveau cadre théorique, le professeur Viola utilise les phases de l’eau comme analogie. L’eau liquide se comporte très différemment de la glace ou de la vapeur, mais toutes les formes de matière sont essentiellement de l’eau au final. Tout comme l’eau peut passer d’une phase à l’autre, la lumière peut exister dans différentes phases et, dans l’une de ces phases, les photons apparaissent comme deux moitiés distinctes.
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L’idée que les photons puissent exister sous deux formes divisées distinctes repousse les limites de la physique et est, sans aucun doute, intrigante. Toutefois, elle devra être confirmée par des expériences. Selon les auteurs de la nouvelle étude, une expérience conçue pour détecter les moitiés de photons est accessible à l’aide de technologies existantes et ne nécessiterait pas une installation plus grande qu’un plateau de table, contrairement aux accélérateurs de particules massifs du CERN nécessaires à la détection de l’insaisissable boson de Higgs.